[發明專利]一種風力發電混凝土塔筒拉索索力檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202011287594.0
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112392669A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 馮強;吳智泉;張樹曉;苗繼春;夏懷祥;劉立群;王振宇;陳楓;叢聰;曹慶才;師曉飛;韓路;張路娜;吳君儀
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團新能源科學技術研究院有限公司;大唐滑縣風力發電有限責任公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00;G01B11/16;G01K11/32;G01L1/24
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 穆麗紅

本發明的風力發電混凝土塔筒拉索索力檢測裝置及方法，其中檢測裝置包括：應變傳感器；溫度傳感器，與所述應變傳感器相連；數據采集儀，根據錨杯軸向應變分布規律進行擬合，得到錨杯的非均勻應變場在軸向方向上的分布曲線，由錨杯的軸向應力和拉索索力的關系，得到風力發電混凝土塔筒拉索的索力。本發明的檢測方法包括檢測錨杯的應力應變；對所述應變傳感器的數據進行溫度飄移補償；接收溫度飄移補償后的應力應變進行擬合得到風力發電混凝土塔筒拉索的索力。本發明的技術方案采用外置法監測拉索索力實現對風機混凝土管片內部預應力拉索索的監測。檢測裝置不介入拉索的生產工序，對塔筒構件和施工不產生影響，不影響拉索靜力和疲勞性能，結果精確、可靠。

技術領域

本發明涉及風力發電結構檢測，具體涉及一種風力發電混凝土塔筒拉索索力檢測裝置及方法。

背景技術

隨著國內低風速及超低風速風場進入大規模開發，更大尺寸的葉輪，更大容量的單機容量及更高塔筒高度的設備方案也進入了大規模應用階段，120-140米區間內的高塔筒在國外已經有大量裝機和廣泛的商業化應用。其中，鋼混塔筒具有：安全性更高、控制策略簡單；混凝土塔架模具數量少，成本低，產品一致性好；施工周期短，可維護性好等優點而被廣泛作為高塔筒風機的解決方案。鋼混塔筒結構由底部混凝土段與上部鋼塔段組成，混凝土段由預制裝配式混凝土管片拼裝而成，待預制混凝土管片吊裝完成后，采用體內預應力鋼絞線作為拉索，對整體塔筒施加預應力，從而將各混凝土段連為一體。預應力鋼絞線拉索預應力對是影響風機塔筒穩定性關鍵因素，因此，對拉索索力的實時有效監測對風機結構的安全評估與維護起至關重要的作用。

目前，廣泛應用于長期索力監測方法有振弦式錨索計法、頻率法以及磁能量法。其中，振索式錨索計法安裝體積和重量大，對拉索的靜力和疲勞性能有影響；頻率法適用于兩端為鉸支，微幅振動，不受橫向力的拉索，不適用于混凝土塔筒的垂直索；磁通量法只能測量拉索的靜力。

預應力鋼絞線拉索在混凝土管片空洞內部，預留空間十分狹小，無法保證監測裝置的安裝空間，而且為保證預制混凝土管片結構受力，管壁上不宜為傳感器導線開口打洞，故不適宜直接對拉索索力進行監測。

發明內容

本發明的目的是提供一種風力發電混凝土塔筒拉索索力檢測裝置及方法，以解決現有技術中存在的錨索計法對拉索支承結構的影響和磁能量法工作中的電磁干擾問題。

本發明的風力發電混凝土塔筒拉索索力檢測裝置，包括：

至少兩個應變傳感器，所述應變傳感器串聯安裝在錨杯側壁的應變敏感位置，用于檢測錨杯應變敏感位置處的應力應變；

溫度傳感器，與所述應變傳感器相連，用于對所述應變傳感器的數據進行溫度飄移補償；

數據采集儀，用于接收溫度飄移補償后的應力應變，根據錨杯軸向應變分布規律進行擬合，得到錨杯的非均勻應變場在軸向方向上的分布曲線，由錨杯的軸向應力和拉索索力的關系，得到風力發電混凝土塔筒拉索的索力。

本發明的風力發電混凝土塔筒拉索索力檢測裝置，其中，所述應變傳感器是光纖光柵應變傳感器。

本發明的風力發電混凝土塔筒拉索索力檢測裝置，其中，所述應變敏感位置為錨杯頭部和尾部。

本發明的風力發電混凝土塔筒拉索索力檢測裝置，其中，所述應變傳感器均與拉索平行。

本發明的風力發電混凝土塔筒拉索索力檢測裝置，其中，所述溫度傳感器為光纖光柵溫度傳感器。

本發明的風力發電混凝土塔筒拉索索力檢測裝置，其中，所述應變傳感器與溫度傳感器進行一體式固定安裝。

本發明的風力發電混凝土塔筒拉索索力檢測裝置，其中，所述一體式固定安裝采用粘貼、焊接或卡箍固定。